机械原理课件：第一章_机构的结构分析

1、机构的结构分析机构的结构分析1平面机构的结构分析平面机构的结构分析一一. 基本概念基本概念 1. 机械机械 : 机器机器与与机构机构的总称。的总称。 机器机器 : 具有三个共性。具有三个共性。 机构机构 : 只具有机器的前两个共性。只具有机器的前两个共性。 2. 构件构件与与零件零件 零件零件 制造单元制造单元 构件构件 运动单元运动单元 构件可以由一个零件或多个零件刚接而成构件可以由一个零件或多个零件刚接而成 3. 运动副运动副 : 两构件通过表面直接接触而形成的两构件通过表面直接接触而形成的可动联接可动联接。 运动副元素运动副元素: 两构件表面直接接触的两构件表面直接接触的点点、线线、面面

2、。机构的结构分析机构的结构分析2 4. 运动副的分类运动副的分类： 平面运动副平面运动副：两构件：两构件在同一平面内在同一平面内作相对运动作相对运动 平面平面低副低副 两构件以两构件以面接触面接触构成的可动联接构成的可动联接 平面平面高副高副 两构件以两构件以点或线接触点或线接触构成的可动联接构成的可动联接 平面低副：平面低副：转动副转动副 联接的两构件只能联接的两构件只能作相对转动作相对转动 移动副移动副 联接的两构件只能联接的两构件只能作相对移动作相对移动 空间运动副空间运动副：两构件两构件在不同平面内在不同平面内作相对运动作相对运动 5. 运动链运动链 : : 多个构件以运动副联接而成的

3、系统多个构件以运动副联接而成的系统 分类分类 ：空间运动链、平面运动链：空间运动链、平面运动链 闭式运动链、开式运动链闭式运动链、开式运动链 6. 机构机构 ：有机架并有确定运动的运动链：有机架并有确定运动的运动链 分类分类 ：平面机构、空间机构：平面机构、空间机构机构的结构分析机构的结构分析3二二. 基本知识和技能基本知识和技能 1. 机构运动简图的机构运动简图的绘制与识别图绘制与识别图 在机构运动简图中：在机构运动简图中： 运动副运动副 按国家标准所规定的代表符号画出按国家标准所规定的代表符号画出 构件构件 用线段、小方块用线段、小方块等简单图形画出等简单图形画出 尺寸尺寸 按选定的比例画

4、出按选定的比例画出 2.平面机构的平面机构的自由度自由度的的计算计算及机构及机构运动确定性运动确定性的的判别判别 F = 3n - 2P L- P H n 活动构件数活动构件数 P L 低副数低副数 P H 高副数高副数机构的结构分析机构的结构分析4自由度计算时须自由度计算时须注意注意 : : (1) K个构件在同一处构成的复合铰链中有个构件在同一处构成的复合铰链中有 ( K - 1 )个转动副个转动副 (2) 局部自由度应去除（通常每个滚子有一局部自由度）局部自由度应去除（通常每个滚子有一局部自由度） (3) 虚约束应去除。（注意虚约束出现的场合）虚约束应去除。（注意虚约束出现的场合）机构的

5、结构分析机构的结构分析5 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 F 0 0 能动能动 原动件数原动件数 F 机构运动相互干涉机构运动相互干涉 F 0 0 不能动，为刚性构架不能动，为刚性构架 3. 机构的结构分析机构的结构分析 （1）高副低代：高副低代： 用用一个构件，两个低副一个构件，两个低副代替一个高副代替一个高副 须满足：代替前后机构的须满足：代替前后机构的自由度不变自由度不变 代替前后机构的代替前后机构的瞬时运动不变瞬时运动不变机构的结构分析机构的结构分析6 高副低代必须遵循一定的方法：高副低代必须遵循一定的方法： 曲线对曲线曲线对曲线的高副低代的高副低代机构的结构分析机构的结

6、构分析7 点对曲线点对曲线的高副低代的高副低代机构的结构分析机构的结构分析8 曲线对直线曲线对直线的高副低代的高副低代机构的结构分析机构的结构分析9 点对直线点对直线的高副低代的高副低代机构的结构分析机构的结构分析10 2. 机构的结构分析机构的结构分析 （1）基本杆组及杆组的级别基本杆组及杆组的级别 自由度为零的，不能再拆分的构件组自由度为零的，不能再拆分的构件组 级杆组：二杆三低副组级杆组：二杆三低副组 级杆组：四杆六低副组级杆组：四杆六低副组 含有一个带三低副的中心构件含有一个带三低副的中心构件 （2）机构的拆组及机构的级别机构的拆组及机构的级别 从远离原动件的构件开始拆分杆组从远离原动件的构件开始拆分杆